Bei vielen Herstellprozessen von Lebensmitteln, zum Beispiel beim Backen, ist die richtige Portionierung der Ausgangsstoffe ein ausschlag-gebender Faktor. Simulationen können helfen, das Zusammenspiel von Dosierung einerseits und Prozessparametern des Herstellverfahrens andererseits besser zu verstehen und die Qualität des Produkts zu optimieren. Beim Backen von Muffins spielt zum Beispiel sowohl die Ausgangsmenge an Teig als auch der Erhitzungsprozess im Ofen eine wichtige Rolle. Diese Parameter können in der Simulation modelliert werden, um Zielgrößen wie Produktform, Homogenität oder Backfortschritt virtuell zu bewerten. Unerwünschte Effekte wie Überquellen oder roher Teig im Inneren gehören dann der Vergangenheit an.

Mit Meshfree stellen das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) und das Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI) ein innovatives Softwareprodukt für entsprechende Aufgaben bereit. Es geht dabei um die gitterfreie Simulation physikalischer Prozesse. „Mit Meshfree begegnen wir den Herausforderungen der Lebensmittelindustrie mit innovativer Simulation“, sagt Dr. Jörg Kuhnert, Experte am ITWM. „Fast alle Prozesse und Verfahren, die in der Praxis der Branche im Fokus stehen, können mit der Softwarelösung berechnet und virtuell realisiert werden. Unternehmen können damit ihre Prozesse optimieren und sparen oft nicht nur Ressourcen, sondern auch Zeit und Geld.“

Die Angabe der Materialeigenschaften wie Viskosität oder Elastizität in Form eines Schubmoduls reicht aus, um das Verhalten des Mediums mit der Softwarelösung vorherzusagen. Mit dem Softwareprodukt lassen sich Coating-, Extrusions-, Formgebungs-, Homogenisierungs-, Injektions-, Knet-, Press- und Rührprozesse simulieren.